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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 玉米青貯機(jī)滾筒式切碎裝置設(shè)計(jì) 目前，自走式青飼料收割機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較少，但簡(jiǎn)易的牽引式收割機(jī)和粉碎機(jī)卻較多。青飼機(jī)的切碎性能主要取決于切碎器。切碎器不外乎滾筒式、盤刀式和銷釘式3種類型。盤刀式切碎器傳動(dòng)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)不緊湊，圓盤剛度較差，且擠推角變化不理想，造成切割不均，刀刃磨損不勻，切割質(zhì)量變壞。銷釘式切碎器性能受秸稈濕度影響很大，濕度提高時(shí)，能量比耗直線增加，生產(chǎn)率也急劇下降。因此盤刀式和銷釘式切碎器應(yīng)用漸少。 滾刀式切碎器結(jié)構(gòu)緊湊，滾筒上可安裝較多的切刀，滾筒在較低轉(zhuǎn)速時(shí)，仍可獲得較短的切碎段。滾筒上的動(dòng)刀速度一致，切碎質(zhì)量較好。滾刀式切碎器還具有

2、安裝方便、易于刃磨等優(yōu)點(diǎn)，因此，滾刀式切碎器被廣泛應(yīng)用。 滾筒式切碎器主要有螺旋刃口滾筒式和直刃斜裝滾筒式之分。直刃斜裝滾筒式雖然制造簡(jiǎn)單，但是功耗較大且系統(tǒng)振動(dòng)較大，現(xiàn)已很少使用。螺旋式具有工作負(fù)荷均勻、切碎質(zhì)量好、機(jī)器振動(dòng)小的特點(diǎn)。它缺點(diǎn)是刀片的制造精度高，磨刃和間隙調(diào)整較麻煩，不宜保證切割質(zhì)量，故其使用也受到一定程度限制。為了克服上述缺點(diǎn)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中選用了橢圓刃口平板刀滾筒式切碎器。對(duì)比而言，平板刀滾筒式切碎器的拋送能力較強(qiáng)，但是仍不理想，需要配置專門的拋送裝置。為了進(jìn)一步提高滾筒式鍘草機(jī)的工作質(zhì)量，我們研制了一種新型滾筒式鍘草機(jī)，對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)定刀的配置關(guān)系、拋送裝置、超負(fù)荷安全保

3、護(hù)裝置等進(jìn)行了試驗(yàn)研究，以下對(duì)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)技術(shù)問題及試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。 1 滾筒式切碎裝置的常規(guī)技術(shù)要求及總體結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo) 1.1 不推擠滑出飼草以保證切割 為此應(yīng)該保證X≤Φ1+Φ2 式中：X——推擠角即動(dòng)刀刃與定刀刃的夾角； Φ1——?jiǎng)拥秾?duì)飼草的摩擦角； Φ2——定刀對(duì)飼草的摩擦角。 切割過程中X是變化的，故要求其最大擠推角X滿足上式條件。通常Φ1=32，Φ2=18，故X一般小于50。 1.2 切割飼草時(shí)主要是滑切，以降低功耗 試驗(yàn)表明，滑切比砍切省力。主要有2方面原因：①微觀狀態(tài)下刀刃為鋸齒狀，砍切時(shí)飼草僅受壓應(yīng)力，滑切同時(shí)受壓應(yīng)力與張應(yīng)力，而飼草的破碎張應(yīng)力小于壓碎應(yīng)力。②滑切

4、時(shí)刀刃斜置，故單位長(zhǎng)度刃口的切割阻力減小了。從節(jié)約功耗的角度來說，選取滑切角18～55較為有利。 1.3 切割阻力矩均勻 在切碎器每轉(zhuǎn)2π轉(zhuǎn)角的切割過程中，要求切割阻力矩盡可能均勻，以減輕飛輪重量，使工作平穩(wěn)。如果機(jī)器部件剛度差，當(dāng)阻力矩不均勻時(shí)，巨大沖擊力將使切割副及其固定部件產(chǎn)生彈性變形，改變了靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)調(diào)整好的刀片間隙，使碎段長(zhǎng)草增多，影響切割質(zhì)量。 1.4 總體方案與性能指標(biāo) 該機(jī)由喂入裝置、切碎動(dòng)刀滾筒、定刀、上擋板、下殼板、拋送裝置等組成見圖1。 碎滾筒安裝4把橢圓刃口平板刀進(jìn)行切碎作業(yè)；喂入裝置為棘齒式喂入輥，左喂入輥為浮動(dòng)式，右喂入輥傳動(dòng)軸上安裝有牙嵌式安全離合器，超負(fù)荷時(shí)

5、離合器自動(dòng)打滑切斷喂入輥的動(dòng)力傳遞。 2 滾筒的設(shè)計(jì)和選定 2.1 橢圓刃口平板刀的形成和設(shè)計(jì) 平板刀的刃口曲線是橢圓曲線的一部分，其結(jié)構(gòu)見圖2。圖中一平面與圓柱軸線成一定角度傾斜相截時(shí)形成的曲線就是橢圓刃口曲線。 平板刀刀刃AB的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓柱面，刃口曲線是圓柱被平面所切的橢圓曲線的一段，其結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖2所示。從圖中可得到所切橢圓曲線的方程為： 平板刀結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系可用下式表示： Ztgα=RsinΦ 式中：Z——刀刃上A點(diǎn)的坐標(biāo)值； α——傾斜角，平板刀刀面所在平面與滾筒中心線的夾角； R——切碎滾筒刀刃軌跡半徑； Φ——平板刀刀刃上A點(diǎn)的前安裝前傾角。 2.2 滾筒參

6、數(shù)的確定 滾筒直徑選定為 220mm，長(zhǎng)度待定。轉(zhuǎn)速為2 100r/min。當(dāng)z取不同值時(shí)，平板刀刀刃有不同的曲線段，其切碎性能、拋送性能、功率消耗各有不同，經(jīng)大量試驗(yàn)表明，當(dāng)z取2 645mm時(shí)切碎性能最好，同時(shí)滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，功率消耗也較小。Hq為52mm，Hh為80mm，則有截平面的傾斜角 從理論分析中我們可知：平板刀的安裝前傾角Φ是個(gè)變值，從A點(diǎn)到B點(diǎn)，Φ值逐漸變大。試驗(yàn)表明，Φ角越大，其切碎性能越好，但拋送性能越差。由于我們?cè)跐L筒后加裝拋送裝置，因此在設(shè)計(jì)中，Φ角的選取應(yīng)在保證可靠拋送切碎物的前提下，盡量大一些。 當(dāng)用沿滾筒縱長(zhǎng)方向移動(dòng)的磨石磨銳刀刃時(shí)，可獲得弧形刃口，這樣的刀刃線回

7、轉(zhuǎn)起來是一個(gè)圓柱面。因此，平板刀式滾筒切碎器在動(dòng)刀是平板刀，定刀是平板直刃刀的情況下，定刀安裝位置正常而不傾斜，這樣可獲得一定的滑切角（此處也即擠推角），平板刀的滑切角也是一個(gè)變值，α角（由圖2可知，α角為傾斜角及截面上刀刃曲線與滾筒軸線或者素線之間的夾角，傾斜角與滾筒長(zhǎng)度或直徑有關(guān)）越大滑切角越大，由于受平板刀切碎滾筒的結(jié)構(gòu)限制傾斜角不可能取得過大，一般取傾斜角4～7，通過試驗(yàn)，我們?nèi)?，以滿足刀片的滑切性能。 2.3 切刀的加工要求及在滾筒上的分布 切刀要求用T9碳素工具鋼或者M(jìn)n65鋼制造，也可以用B2鋼在刃口部位鑲嵌Mn65鋼制成，刃口部位要淬火和回火，淬火帶寬為20～30mm，硬度為

8、HRC58～65，非淬火帶硬度不大于HRC38,刀口部位要磨銳，其寬度不大于0.2mm,刃角為16～26。 2.4 定刀配置高度 鍘草機(jī)工作時(shí)，物料由喂入輥壓縮并夾持送入切碎滾筒，物料壓縮后的厚度與生產(chǎn)率和物料的品種有關(guān)。壓縮后的物料有一中間面，從理論分析，若滾筒軸中心的安裝面剛好與物料的中間面重合，則中間面以上的物料切割時(shí)將首先被動(dòng)刀向外推送，處于中間面的物料被動(dòng)刀直接切割，而中間面以下的物料被動(dòng)刀向內(nèi)拉送，推拉物料的情況均等，切草平均長(zhǎng)度較均勻?；谝陨戏治?，定刀刃的位置高于物料的中心面時(shí)動(dòng)刀對(duì)物料的推送作用大于拉送作用，定刀刃的位置低于物料的中心面線時(shí)動(dòng)刀對(duì)物料的拉送作用大于

9、推送作用，這兩種情況都會(huì)引起超長(zhǎng)率和剪切功率上升。滾筒式鍘草機(jī)的喂入口的配置尺寸關(guān)系見圖4。 滾刀式切碎器喂草口要求切刀在切割草層時(shí)，不阻礙草層喂入，為了滿足該要求，必須使?jié)L刀軸的旋轉(zhuǎn)中心O高于固定底刀，此高度h可由下式求得： 式中：h——草層厚度（m）； R——滾刀筒半徑（m）； Vy——切刀刃口處圓周速度（m/s）； Vu——草層喂送速度（m/s）。 由于影響超長(zhǎng)率的因素很多，難于用純理論分析方法解決定刀配置高度，因此我們進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。定刀刃位于滾筒中心線以下為20mm、30mm、40mm和50mm4種情況，切碎秸稈的生產(chǎn)率為1.2t/h，試驗(yàn)結(jié)果表明，在以上情況下，定刀的最

10、佳配置高度應(yīng)為20mm，此時(shí)的功率消耗低，綜合性能最好。 3 摘穗輥的設(shè)計(jì) 摘穗裝置是玉米前割臺(tái)的核心，直接影響整機(jī)的各項(xiàng)摘穗指標(biāo)，如籽粒破碎率、籽粒損失率等。摘穗是在玉米果穗下垂?fàn)顟B(tài)下完成的，摘下的果穗很快完成了與摘穗輥的分離，減少了與摘穗輥的接觸，減少了摩擦。因此降低了摘穗輥對(duì)籽粒的碾壓，大大降低了籽粒的破碎率和損失率。為了增強(qiáng)拉莖摘穗能力在摘穗輥后面設(shè)有拉莖輥，能在拉莖的同時(shí)將莖稈強(qiáng)制喂入滾刀切碎，使摘穗輥與滾刀間莖稈輸送通暢，不堵塞；其次，摘穗輥、拉莖輥對(duì)莖稈還起碾壓作用，莖稈及莖節(jié)被碾壓后對(duì)破碎和提高飼料品質(zhì)起很好的作用。 摘穗輥表面應(yīng)有足夠的抓取能力，但又不致增加掉粒損失。摘穗輥表

11、面的形狀是影響抓取能力的主要因素。立式摘穗裝置分為上中下3段的摘穗輥、擋禾板、傳動(dòng)箱、偏心套、夾持喂入鏈主動(dòng)鏈輪等組成，摘穗輥兩軸線所在平面與垂直面成前傾約25的夾角，割下的玉米植株由夾持喂入裝置送來，在弧形擋禾板的作用下，喂入摘穗輥時(shí)，莖稈與摘穗輥軸線成40～50的夾角。兩摘穗輥間的間隙由偏心套調(diào)整。由于摘穗輥的提升作用，摘穗后的植株基本與摘穗成垂直角度向后輸送進(jìn)切碎滾筒切碎。 立式摘穗輥分為3段，上段沿摘穗輥表面軸線方向設(shè)有突棱，中段設(shè)有螺旋線突棱，下段為直徑較小的光輥。玉米莖稈由切割器切斷以后被輸送夾持鏈輸送至摘穗輥，根部先進(jìn)入摘穗輥下段，再進(jìn)入拉莖輥，由于摘穗輥中部設(shè)有螺旋線突棱，有利

12、于莖稈進(jìn)入摘穗輥，隨著摘穗輥的旋轉(zhuǎn)莖稈以速度V1沿著軸線上升，同時(shí)又以一個(gè)速度V2向后輸送，當(dāng)達(dá)到最上段時(shí)，摘穗輥僅靠中段對(duì)莖稈推擠和慣性作用力向上移動(dòng)，并向后輸送。 拉莖輥的作用是增加對(duì)莖稈的拉引力和對(duì)切碎裝置的喂入，結(jié)構(gòu)為六棱形，長(zhǎng)度等于摘穗輥的總長(zhǎng)度，并在拉莖的同時(shí)對(duì)莖稈起擠壓破碎作用。 4 拋送裝置的設(shè)計(jì) 物料經(jīng)滾筒切碎后，一般由拋送裝置拋出，滾筒式鍘草機(jī)常用的拋送裝置有2種型式，一種是在滾筒上安裝拋送葉片，滾筒在切碎物料的同時(shí)將被切碎物料拋出，該方式使?jié)L筒結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了保證物料的拋送距高，要求滾筒轉(zhuǎn)速較高，功率消耗大。另一種方式是在滾筒軸的一側(cè)串聯(lián)一個(gè)風(fēng)機(jī)，切碎的物料由滾筒下方

13、滑至風(fēng)機(jī)后由風(fēng)扇葉片拋出，為了保證物料的拋送距離，風(fēng)機(jī)直徑較大。 本設(shè)計(jì)在滾筒的后下方直接配置拋送風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)為四葉片高心式，為了保證物料的拋送距高，由滾筒軸經(jīng)皮帶傳動(dòng)并使風(fēng)機(jī)升速使切碎的物料直接拋送到機(jī)器的后方。該配置方式工藝流暢，傳動(dòng)簡(jiǎn)便，整機(jī)功耗小。 本設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)葉輪直徑為240mm，風(fēng)機(jī)與滾筒等寬，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 076r/min，風(fēng)機(jī)葉片線速度為135m/s，物料拋送距高達(dá)18m。滿足了青貯機(jī)的使用要求。 5 切碎裝置的技術(shù)規(guī)格及性能測(cè)試 滾筒式切碎裝置的技術(shù)規(guī)格見表1。 樣機(jī)試制完成后，經(jīng)過在泰安北郊、東郊的試驗(yàn)表明，該裝置具有切碎性能優(yōu)良（物料切口整齊、長(zhǎng)短均勻，超長(zhǎng)率＜7％，破節(jié)率＞55％，斜茬率＜5％），切割阻力矩均勻，拋送性能強(qiáng)（物料成束拋出，沒有中間落料），整機(jī)振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)上備有磨刀機(jī)構(gòu)和定刀調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，磨刃時(shí)，無(wú)需將動(dòng)刀片卸下，令切碎器滾筒反轉(zhuǎn)即可，使刀片刃磨方便。 專心---專注---專業(yè)